میلگرد به عنوان یک جزء سازه ای در ساخت و ساز اهمیت بالایی داشته و یکی از بهترین گزینه ها برای تقویت سازه های فلزی و بتنی می باشد. از سال 1968 استفاده از میلگردها در تقویت سازه های بتنی به دلیل ضعف بتن در برابر نیروهای کششی رواج یافته است. تحمل نیروهای کششی در برخی سازه ها اهمیت بسزایی داشته که این نیروها می توانند از عوامل طبیعی نظیر زمین لرزه و یا ارتعاشات روی پل ها ناشی از عبور وسایل نقلیه ناشی شوند. در نتیجه استفاده از میلگرد جهت بهره وری از استحکام کششی بالای آن و جبران ضعف بتن، یک امر مهم در ساخت سازه های بتنی تلقی می شود. در ادامه با معرفی انواع میلگردها و کاربرد آنها با ما همراه باشید.

میلگرد چیست ؟

میلگرد یکی از مهم ترین مصالح ساختمانی بوده که جهت تقویت سازه های فولادی و بتنی مورد استفاده قرار می گیرد و به همین دلیل به آن تقویت کننده نیز گفته می شود. بتن به طور طبیعی در برابر نیروهای فشاری استحکام بالایی داشته اما قرار گیری در معرض نیروی کششی می تواند منجر به ایجاد ترک در آن شود؛ چرا که بتن ازجمله مواد سرامیکی بوده و ترد بودن از مشخصه های اصلی سرامیک ها و به خصوص بتن می باشد که از پیوندهای یونی و کوالانی موجود در ساختار آنها ناشی می شود. در نتیجه میلگردها به بتن اضافه می شوند تا علاوه بر تقویت استحکام کششی در بتن، سبب پایداری سازه بتنی در برابر تنش های کششی اعمال شده به سازه مانند تنش ناشی از زمین لرزه و... شوند.

اهمیت میلگرد

استفاده از میلگرد به عنوان تقویت کننده در سازه ها از اهمیت بالایی برخوردار بوده که شامل دلایل زیر می شود:

1- در حین گیرش، بتن سیمانی کوچک شده و میلگردها را کاملا در خود می گیرد. این اثر پیوند کاملی بین بتن و فولاد ایجاد می کند و بتن را قادر می سازد تا پس از ترک خوردن، تنش های خود را به فولاد منتقل کند.

2- کارآیی انبساط خطی فولاد تقریبا مشابه بتن است. این امر به جلوگیری از ایجاد تنش های داخلی در اجزای سازه بتنی ناشی از افزایش یا کاهش دما کمک می کند.

3- استحکام کششی میلگرد فولادی بسیار زیاد است.

4- پوشش بتن سیمانی در اطراف میلگردهای فولادی از فولاد در برابر خوردگی و سایر اثرات جوی محافظت می کند. بنابرین عمر میلگردها افزایش خواهد یافت که منجر به پایداری بیشتر بتن هم می شود.

5- فولاد یکی از ارزان ترین فلزها بوده که به راحتی در دسترس است. بنابراین تولید و به کارگیری میلگردهای فولادی بسیار مقرون به صرفه می باشد.

انواع میلگرد

میلگردها بر اساس اینکه شکل ظاهری آنها چگونه است و همچنین نوع مواد به کار رفته در آنها و عملیاتی که بر روی آن انجام می شود، به انواع مختلفی تقسیم می شوند. در ادامه به بررسی تقسیم بندی انواع میلگرد ساختمانی خواهیم پرداخت. ما درباره میلگرد حرارتی ، میلگرد ترمکس ، میلگرد کامپوزتی و میلگرد کلاف نیز برای شما مطالب آماده کرده ایم.

 

انواع میلگرد بر اساس شکل

میلگردها با توجه به اینکه چه ظاهری دارند، به انواع میلگردهای ساده و آجدار تقسیم می شوند. بر اساس استاندارد ISO3506، میلگردها به انواع A1، A2 و A3 و... تقسیم شده که در اینجا به بررسی آنها می پردازیم.

میلگرد A1 – میلگرد ساده - میلگرد نرم بدون آج

این میلگردها ساده هستند و هیچ آج یا برآمدگی روی آنها وجود ندارد. اینها در پروژه های کوچک مورد استفاده قرار می گیرند که دلیل این امر، صرفه اقتصادی و بودجه کم در این پروژه ها می باشد. از آنجا که میلگردهای A1 ساده نمی توانند به خوبی با بتن متصل شوند، بنابراین باید قلاب هایی را در انتهای آن قرار داد تا این اتصال به خوبی انجام شود. همچنین میلگرد بدون آج A1 در کلاس N یا Normal Ductility قرار گرفته که به همین دلیل به آن میلگرد نرم نیز می گویند. این میلگرد استحکام کششی حدود 40000 psi را ارائه می دهد و قطری حدود 10 تا 36 میلی متر را دارا می باشند. با روی کار آمدن میلگردهای آجدار، استفاده از میلگردهای ساده در ساختمان سازی به سرعت در حال کاهش است.

میلگردهای فولادی تغییر شکل یافته دارای لبه، آج و سایر تغییر شکل ها در سطح خود هستند که استحکام اتصال فولاد و بتن را افزایش می دهد. این نوع میلگردهای تغییر شکل یافته دارای استحکام کششی، استحکام تسلیم و استحکام پیوند بالایی هستند. از آنجایی که میلگردهای آجدار از چسبندگی بیشتری نسبت به میلگردهای ساده و بدون آج برخوردار هستند، در انتهای آنها نیازی به قلاب نیست.

میلگرد A1 یا میلگرد ساده

 

میلگرد آجدار A2 – میلگرد نیمه سخت با آج ساده - میلگرد TMT

میلگردهای A2 که دارای آج ساده هستند، به آنها TMT که مخفف عبارت Thermo Mechanical Treatment می باشد، گفته می شود. این میلگردها از طریق عملیات ترمومکانیکی و سپس کوئنچ سریع، دارای سطحی با سختی بالا می شوند اما مغز میلگرد از سطح آن به مراتب نرم تر است. به همین دلیل به آنها نیمه سخت گفته می شود. استحکام تسلیم و استحکام کششی بالا، داکتیلیته و قابلیت تغییر طول زیاد، استحکام پیوند بالا، مقاومت حرارتی بالا، مقاومت در برابر خوردگی و مقاوم در برابر زمین لرزه و صرفه اقتصادی ازجمله مزایای مهم میلگرد A2 یا TMT می باشد.

همچنین به دلیل سختی بیشتر این میلگردها نسبت به میلگردهای ساده و بدون آج، از آنها در ساخت بتن مسلح، ساخت پل، جاده و نیز سایر سازه های ساختمانی که نیاز به تحمل بار بیشتری دارند، استفاده می شود.

میلگرد آجدار A2

 

میلگرد آجدار A3 – میلگرد سخت و آج پیچیده – میلگرد HSD

میلگردهای آجدار A3 که به روش سرد تولید می شوند، میلگردهای تغییر شکل یافته با استحکام بالا هستند که به اختصار به آنها HSD گفته می شود که بیانگر high strength deformed می باشد. به همین دلیل به آنها میلگردهای سخت گفته می شود و چون دارای کیفیت بالایی به دلیل نحوه فرآیند تولید هستند، که شامل کشش و پیچاندن آنهاست، از این میلگردها تحت عنوان آج پیچیده نیز یاد می شود. میلگردهای A3 دارای تنش عملکردی قابل ملاحظه ای در حدود 50 درصد بیشتر از میلگردهای ساده و بدون آج هستند و قطر آنها نیز از 4 تا 50 میلی متر متغیر است.

این نوع میلگرد تنش های کاری بیشتری را ایجاد می کند که مقداری از آنها در میلگرد فولادی ذخیره می شوند که یکی از اشکالات عمده میلگردهای A3 می باشد. این تنش های سطحی ناشی از پیچ خوردگی، منجر به ترک های قابل مشاهده در میلگردهای HSD شده که شکل پذیری کمتر، نرخ خوردگی بیشتر و کاهش درصد افزایش طول از 24% به 13% را به دنبال دارد. استفاده به عنوان آرماتور در سازه های بتنی مانند ساختمان ها، پل ها، جاده هاف بتن پیش ساخته، سازه های ذخیره و نگهداری آب و... ازجمله کاربردهای میلگرد آج پیچیده A3 می باشد.

میلگرد آجدار A3

 

انواع میلگرد بر اساس نوع

میلگرد کربنی

این میلگرد، رایج ترین نوع میلگرد است که از فولاد کربنی تشکیل شده است و بعضا به دلیل رنگ کربنی آن به عنوان میلگرد سیاه نیز نامیده می شود. یکی از اشکالات مهم آن این است که به راحتی دچار خوردگی می شود که باعث می شود در مناطق مرطوب یا سازه هایی که اغلب در معرض تغییرات آب و هوایی هستند، مناسب نباشد. هنگام خوردگی میلگرد، ترک خوردگی در آن گسترش داده شده و بتن اطراف آن را می شکند. با این حال، میلگردهای فولاد کربنی یکی از بهترین انتخاب ها برای انواع دیگر سازه ها هستند.

میلگرد با روکش اپوکسی

میلگرد با روکش اپوکسی، چیزی نیست جز میلگرد فولادی سیاه که دارای روکش اپوکسی بر روی آن است. پوشش اپوکسی در کارخانه با استفاده از اسپری الکترواستاتیک اعمال می شود. این نوع میلگرد برای سازه هایی که در معرض آب شور هستند یا جایی که خطر خوردگی در آنها افزایش می یابد ایده آل است.

پوشش اپوکسی مقاومت خوردگی را از 70 به 1700 برابر میلگردهای سیاه افزایش می دهد. با این حال، آسیب بسیار ظریف در روکش اپوکسی منجر به کاهش کارایی پوشش اپوکسی می شود که در نتیجه کاهش کارایی و ضعف میلگرد فولادی را به دلیل اینکه مستعد خوردگی است، به همراه دارد. میلگردهای با روکش اپوکسی در سازه های دریایی، پل ها، زیرساخت ها، جاده ها و... کاربرد دارند.

میلگرد فولادی ضد زنگ

میلگرد استنلس استیل یکی از بهترین انواع میلگرد است که در مواردی که مقاومت در برابر خوردگی بالا مطلوب است یا تعمیر آن دشوار و گران است مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال، این میلگردها حداقل 8 برابر گران تر از میلگردهای روکش اپوکسی هستند. برخی از مزایای میلگردهای فولادی ضد زنگ عبارتند از:

  • بسیار بادوام و عمر طولانی
  • 1500 برابر مقاوم در برابر خوردگی نسبت به میلگرد های سیاه
  • نیازی به تعمیر و نگهداری نیست اما باید مراقب بود تا در حین حمل یا نصب آسیب نبیند

میلگرد گالوانیزه

در این میلگرد، یک لایه محافظ از فلز روی (Zn) اضافه می شود. میلگردهای گالوانیزه 40 برابر میلگردهای فولادی کربنی مقاومت به خوردگی بهتری دارند. با این حال، آنها گران تر از میلگردهای سیاه هستند. این میلگردها برای سازه هایی که در معرض رطوبت و شرایط مرطوب هستند بسیار مناسب هستند.

میلگرد اروپایی

استحکام بالای میلگرد اروپایی دلیل هزینه بالای آن است. میلگرد اروپایی که عمدتا از منگنز ساخته شده، نسبت به خم شدن، مقاوم ترین نوع میلگرد است. در حالی که کار با آن آسان است، اما عموما استفاده از آن در شرایط آب و هوایی شدید و مناطق مستعد بلایای طبیعی مانند زلزله، گردباد، طوفان و همچنین پروژه هایی که نیاز به یکپارچگی ساختاری قابل توجهی از میلگرد دارند، توصیه نمی شود.

میلگرد فایبرگلاس

میلگردهای فایبرگلاس، گاهی اوقات به عنوان میلگرد پلیمری تقویت شده با فایبرگلاس نیز نامیده می شوند. آنها معمولا از فیبر کربن ساخته شده اند. برخی از مزایای GFRP عبارتند از:

  • هرگز از قرار گرفتن در معرض نمک ها یا هر شرایط دیگر دچار خوردگی نمی شوند.
  • این میلگرد ها دارای استحکام کششی بالاتری نسبت به میلگرد فولاد کربنی هستند.
  • دارای خواص الکتریکی غیر رسانا و خواص عایق حرارتی بهتر از میلگرد فولادی می باشند.
  • به دلیل وزن کمتر، هزینه حمل و نقل کمتری را در پی دارند.

کاربرد میلگرد

همانطور که پیش تر گفته شد، مهم ترین کاربرد میلگردها جهت تقویت سازه های بتنی می باشد تا استحکام کششی مورد نیاز برای بتن فراهم شود. بنابراین در ساخت انواع سازه ها نظیر ساختمان ها، پل ها، جاده ها، اسکلت بتنی و فلزی و... کاربرد دارند. از طرفی نیز در محل هایی که شرایط ناپایدار جوی حاکم است، استفاده از نوع خاصی از میلگردها نظیر میلگرد روکش اپوکسی، میلگرد فولادی زنگ نزن، میلگرد گالوانیزه و نیز میلگرد فایبرگلاس اهمیت بسزایی داشته که سازه های دریایی و ساختمان های موجود در نواحی ساحلی از جمله این کاربردها هستند.

از جمله کاربردهای میلگرد A1 می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • به عنوان تقویت کننده در بتن مسلح
  • تیرها
  • ستون ها
  • اسلب
  • محصولات پیش سازه
  • تولید بست و میله رول پلاک

سوالات متداول

1 . میلگرد چیست؟

میلگرد نوعی پروفیل ساختمانی بوده که به عنوان تقویت کننده و به منظور استفاده از استحکام کششی و نیز مقاومت به خوردگی برخی از انواع آن، در صنعت ساخت و ساز بسیار مورد استفاده قرار می گیرد.

2. انواع میلگرد کدام اند؟

میلگردها بر حسب شکل ظاهری به انواع ساده و آجدار تقسیم می شوند. میلگردهای ساده دارای استحکام کمتری بوده و به آن میلگرد نرم نیز اطلاق می شود. در مقابل، میلگردهای آجدار در دو نوع آج ساده یا TMT و آج پیچیده یا HSD موجود بوده که میلگرد آج ساده از لحاظ سختی، نیمه سخت بوده؛ درحالی که میلگرد آج پیچیده از نوع سخت است.

3. انواع میلگرد بر اساس استاندارد تولید کدام اند؟

میلگردها بر اساس استاندارد تولید به انواع A1، A2 و A3 تقسیم می شوند که در این بین میلگرد A1 از نوع بدون آج بوده و میلگردهای A2 و A3 آجدار می باشند.

4. کاربرد میلگرد چیست؟

میلگرد جزء اصلی ساختاری بتن مسلح می باشد که جهت بهبود ضعف بتن در مقاومت کششی، به آن افزوده می شود. ساخت اسکلت های فلزی و بتنی و نیز استفاده در ساخت تجهیزات و سازه های دریایی، پل هاف جاده ها، ساختمان و... ازجمله مهم ترین کاربردهای میلگرد می باشد.